بررسی هم افزایی ساختاری نیکل کبالت - اکسید گرافن در مقابل نیکل کبالت سولفید گرافن - بر روی فوم نیکل در زیرساخت های هیدروترمال

در این مطالعه ساختاری نیکل کبالت اکسید گرافن و مقابل نیکل کبالت سولفید گرافن به عنوان مواد الکترود برای ابرخازن با روش هیدروترمال روی زیرلایه فوم نیکل تهیه شد و با تکنیک های SEM-FE، XRD و EDS بررسی شدند. ساختار TGO به عنوان پایه برای اتصال NiCo۲O۴ و NiCo۲S۴ عمل می کند. نتایج آزمون مشخصه یابی نشان دادند که نیکل کبالت اکسید گرافن و مقابل نیکل کبالت سولفید گرافن به صورت موفقیت آمیزی در داخل ساختار اسپینل قرار گرفته است. همچنین بررسی های میکروسکوپی نشان دهنده مورفولوژی نانوکامپوزیت های TGO/NiCo۲O۴ تولید شده با روش هیدروترمال شباهت هایی به توتیای دریایی نشان می دهند و فواصل سوزن ها معقول است و همچنین TGO/NiCo۲S۴ تولید شده با روش هیدروترمال به شکل کپه ای مشاهده می شود. عملکرد ذخیره سازی انرژی ماده فعال به عنوان ماده فعال شبه ابرخازن ها با آزمون های ولتامتری چرخشی و آزمون شارژ تخلیه در محلول ۳ مولار KOH در سل استاندارد Swagelok بررسی شد. ظرفیت ویژه TGO/NiCo۲S۴ و rGO/NiCo۲O۴ در اسکن ریت ۳۰ mV/s به ترتیب به ۸۷۴ و ۸۰۷ F/g رسیدند. ویژگی های میکروسکوپی و شیمیایی منجر به بیشترین عملکرد الکتریکی شد و rGO/NiCo۲S۴ با ظرفیت ۹۹۶ F/g نسبت به rGO/NiCo۲O۴ برتری نشان داد که آن را به کاندیدای مطلوبی برای الکترود ابرخازن شبه خازنی تبدیل کرده است. نتیجه نهایی این است که TGO/NiCo۲S۴ یک ابرخازن نامتقارن با پایداری و کارایی الکتروشیمیایی بالا است. پایداری استثنایی و راندمان الکتروشیمیایی نانوکامپوزیت rGO/NiCo۲S۴ تایید می کند که بهینه سازی علم مواد و فناوری در زمینه های سنتز ماده فعال، انبساط الکترود و طراحی ساخت دستگاه به پیشرفت توسعه ابرخازن های با کارایی بالا در سال های آینده کمک خواهد کرد.

کلیدواژه ها:

ابرخازن ها ، عملکرد الکتروشیمیایی ، روش هیدروترمال ، فوم نیکل ، نیکل کبالت اکسید گرافن ، نیکل کبالت سولفید گرافن